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作者：GUEE
美国对俄罗斯禁售CPU和电脑整机已经有一段时间了，笔者原以为问题不会很严重，毕竟就算只依靠市面上的二手CPU应该也能支撑很久，但是最近的一则新闻令笔者觉得之前的想法过于乐观。
俄罗斯本土媒体Cnews报道，该国一款名为MIG（Mobile Inform Group）Akinak PC的新款PC问世。该机型搭载了一款名为Skif的4核Cortex-A53 CPU，为64位ARM 架构，频率1.8GHz。
Cortex-A53核心是ARM公司2012年推出的IP核，主要用于嵌入式CPU。集成4个A53核心主频1.8GHz的“Skif”，性能不会比龙芯于2015年推出的3A2000高多少，3A2000的性能又大约是龙芯3A6000的1/6，它们都是4核CPU。“Skif”原本是设计用于平板电脑，以往可能从未想过会成为桌面电脑的心脏。
如果不是CPU紧缺，没有哪家公司会在2023年还用“Skif”这个级别的CPU设计台式机，完全违背商业逻辑。更令人吃惊的是“Skif”CPU只在2021年生产了1000枚，如今仅剩下了10枚。在只剩10枚样品的时候，一边设计台式机一边寻找新的代工生产渠道，透露着无可奈何的紧迫感。CPU存量满足不了电脑设备的增长，俄罗斯可能很快遭遇CPU的灾荒。
俄罗斯没有更好的国产CPU吗？
俄罗斯当然不只有平板电脑的CPU，贝加尔电子公司(Baikal Electronics)推出的Baikal系列、莫斯科SPARC技术中心研发的Elbrus系列都是用于桌面电脑和服务器的CPU产品。
Baikal-M集成了8个ARM A57核心，Baikal-S则集成了48个ARM A75核心。Baikal-S最高频率2.5GHz，支持1至4路互联，TDP功耗120W。
Baikal-M和Baikal-S可以分别对标我国的飞腾D2000和华为鲲鹏920。但是自从ARM宣布不再向俄罗斯企业授权IP，终止一切合作之后，贝加尔（Baikal）CPU的寿命也就到此为止。虽然贝加尔已经购买的IP仍然可以合法使用，但是俄罗斯的芯片生产能力低下，无法替代台积电的先进制程， 而贝加尔和ARM显然都不可能按照俄罗斯的芯片生产水平对CPU重新设计。
Elbrus是俄罗斯自主设计的CPU，它和全美达（Transmeta）类似，不但都是VLIW类型的架构（指令集），而且都支持以二进制翻译的方式兼容x86架构。它们的区别是Elbrus还可以运行自己指令集的原生软件，而全美达CPU则只能运行x86的程序。
俄罗斯自主的Elbrus不如我国自主的龙芯，不止性能相差巨大，发展路线也大相径庭。
相对于龙芯，Elbrus显得缺少一些上进心。龙芯敢于投身市场，发展出小、中、大三个系列数十个型号的CPU产品。龙芯的赚钱主力是“小、中”嵌入式CPU和配套的产品方案，再用嵌入式的利润补贴桌面和服务器CPU研发，才使龙芯的大CPU逐渐追上主流水平。而Elbrus则基本上依靠政府投入，可能也是因为俄罗斯的嵌入式芯片市场规模小，Elbrus有心也无力。
它们兼容x86的技术方案也有区别，Elbrus试图最大程度地兼容x86生态，研发了多种二进制翻译运行模式，除了能运行x86版本的Windows和Linux系统，也能在原生架构的Linux中运行x86架构的软件。而龙芯为了更好地建立自主软件生态，放弃了高效兼容x86操作系统的方案，以发展原生的自主软件生态为主，把兼容x86架构Linux/Windows应用程序作为原生软件生态的补充。
尽管俄罗斯也为Elbrus做了大量的原生软件适配，但是规模比不上我国，也没有得力的推广政策。Elbrus能直接运行Windows系统，大家也就看不到发展自主软件生态的必要性。也不能责怪Elbrus没有壮士断腕的决心，毕竟自主CPU的第一要务是生存。本来Elbrus性能就较低，软件生态又主要依赖Windows，以俄罗斯的现状，Elbrus很难发挥积极作用。
欧美不是一个国家，而是以美国为首的很多个国家。我们常说的“欧美”，在“制裁”的语境下一般没有包括“俄系”国家在内，“欧美”不愿看到中、俄崛起，自然会不择手段地打压。
在现代社会，信息技术就是生产资料，限制别国信息技术发展，就能有效地阻止别国攀上更高的阶梯。因此俄罗斯遭受的制裁和封锁只是恰逢其会，正好给了“欧美”冠冕堂皇的借口而已。
欧美的软件封锁会影响什么？
软件可以分为闭源软件和开源软件两大类型。闭源软件绝大多数是Windows版商业软件，基于x86架构。开源软件则绝大多数基于Linux系统，也不固定CPU架构，只需对源码和编译配置进行简单修改，就能实现向新架构的移植。
开源软件不受限制的主要原因，是开源软件属于共有版权。美国只能通过一些手段限制别国获取开源代码的渠道，但被扩散的开源代码不受美国管制。
承载软件的设备又可以分为桌面电脑、服务器、工控设备。其中工控类的软件大多是定制开发和定向适配，不像桌面和服务器软件那样有广泛兼容的特性，因此已经定型的工控设备几乎不会受到制裁和封锁的影响。工业设计软件会受到较大的影响，因此必须加强扶持国产的工业设计软件。
通用的服务器大多以开源软件为基础，比如数据库软件、Web和流媒体服务器软件、AI库和模型数据……等等，而国内企业开发的同类型商业软件，也比开源软件的功能更加完善和稳定，并且有技术支持服务。专用的服务器应用基本上是自己开发和定制的软件，比如淘宝/微信的服务器、银行的业务系统、网络游戏的服务器程序……等等，制裁和封锁也不会造成严重影响。
桌面电脑上的Linux系统（含国产系统）以及开源的和国产的应用软件，都不会受到封锁和制裁的约束，因此软件方面的制裁和封锁，首当其冲的是x86架构的Windows桌面软件。比如Windows系统和增值服务，以及Adobe全家、AutoDesk系列等专业和行业软件、还有更加专业的科研类软件等等。千万不要有“买了就是我的”这种错觉，因为任何的商业合同都受到法律制约，美国企业遵守美国法律，它们可以撤销软件授权和买卖合同。要不然，国内部分大学被禁止使用MATLAB这种事情就不可能发生。
面对封锁，俄罗斯用“盗版合法”的方式解了燃眉之急，但因此造成的负面影响会带来更大的损失。尊重知识产权的国际形象毁于一旦，各种商业的、学术的国际合作因此中断，以后各种知识产权交易都会更加困难。俄罗斯是别无它法，才会饮鸠止渴不顾未来，而我们有更加妥善的准备，不会被逼到俄罗斯的窘境。
粗暴又有效的自主软件生态建设
政策一刀切，从党政办公开始，必须更换成国产电脑和国产系统，有特殊需要的必须打报告。
信创初期，即便是x86的电脑，一旦脱离了Windows，也几乎只有浏览器和WPS能用于办公，其它软件要啥没啥，用户怨声载道。但是高端的战略往往只需要采用最朴素的执行方式，办公系统不能用就找开发者，打印机不能用就找供货商，你做不了移植适配那就换一个能做的……于是软硬件厂商们热情高涨，提供软件定制服务的新生力量纷纷涌现，能更快适配驱动的国产外设厂商也获得青睐。
统信和龙芯更是“越俎代庖”，为了降低国产替代的成本，而为“利旧”付出了很多努力。统信和龙芯开发了各有特点的打印机兼容方案，把Linux对打印机的兼容性提高了几个数量级，不过他们的独家秘技也只支持统信UOS系统或者龙芯电脑。
有一些陈旧的在线系统是基于IE浏览器、ActiveX以及Flash，因为移植成本太高而一直保持现状。龙芯为了让这些系统在国产电脑上也能正常使用，就在“龙芯浏览器”中实现了对IE、ActiveX、Flash的兼容，不过这项功能只对确实有需要的客户提供。
在解决政企办公的国产化的同时，国产电脑和系统也在向更加专业的行业应用和工业应用推进。包括AI训练的应用场景中，也已经有了国产电脑的身影。
现在信创已经进行了三年，软件生态持续完善，用户的怨言也越来越少。从基本不可用到能用、好用，经历了短期的、局部的、可控的、有序的混乱。虽然自主软件生态仍然还有很多问题，但是在可控的前提下主动发现问题、解决问题，远远好过“猝死”性的大范围业务瘫痪。
为了避免可能发生的“Windows停止工作”、“进口CPU被锁死”、“保密数据被窃取”等问题，国产替代是必须推进的工作。
购买IP核及架构授权会授人以柄
计算机硬件不像软件那样具有“易复制、易修改、易传播、易替代、对设备依赖低……”等特点，总体上硬件的研发难度、生产成本、对设备的依赖都高于软件。因此硬件更容易被封锁和制裁，越是高端的产品和设备就越容易被针对，也比针对软件有更加明显的成效。
内存和SSD的技术难度低于CPU，也不会受限于软件生态而难以销售，目前国产的内存和SSD已经解决了设计、生产、市场的问题，已进入“研发-生产-销售”的正增益循环。国产CPU的境遇比内存和SSD艰难很多，因为CPU的性能极度依赖设计水平和工艺制程，CPU的市场扩张极度依赖软件生态的完善程度。
高性能的CPU产品以及IP核（CPU核心等功能模块）一直都在美国的禁售名单上，并随着技术迭代而不断更新，即使我国没有像俄罗斯那样被全面封锁，也只能购买到二三流的产品和CPU核心设计。购买IP核的公司通常缺少自主设计的能力和意愿，只阅读资料而缺少设计实践，就不可能拥有自行设计高性能CPU的能力。只要技术的提供者没有放弃继续迭代，那么依靠购买技术就不可能实现超越。一旦封锁等级提高，或者仅因为对封锁的恐惧，这类公司就会烟消云散。
CPU架构（指令集）授权也同样如此，只要别人保持着指令集发展的主导权，那么购买架构授权就始终只能亦步亦趋。一旦指令集的设计者推陈出新，且获得主流生态支持，那么架构授权就容易被要挟。如果新版本的指令集成为主流且不再授权，已获得的老版本架构就迟早会被淘汰。
目前ARM v9版本没有授权给任何一家国内企业，只有少数企业获得了基于v9的IP核授权。也就是说ARM希望国内企业不要自行设计CPU微结构，而只购买它设计好的核心来组装CPU。不能实践微结构设计，就无法掌握核心设计能力，永远都会被ARM随意拿捏。
只有完全自主的CPU架构（指令集），才有持续发展的可能。龙芯的遭遇也说明了就算埋进了黄土的MIPS都能造成干扰，更何况如日中天的x86和ARM。如果不是因为龙芯早有准备，设计了自主的LoongArch架构，并且及时地重新设计全系列CPU产品，龙芯很可能就会陷入青黄不接的困境。所以说国产ARM一切鼓吹“自主可控”的说法，都是自欺欺人的托词，是与皇帝新衣一样的谎言。
美国敢对俄罗斯全面禁售CPU，是因为俄罗斯的自主CPU难当大任，但对我国却不敢使用同样的禁令。因为龙芯和申威的CPU性能已经可用，特别是龙芯即将发布的3A6000已经达到主流CPU水平，美国如果全面禁售CPU，那就只会把市场拱手相让。
美国能做的只能是以授权IP核、定制CPU等方式牵制我国自主CPU市场扩张。尽管在龙芯3A6000诞生后，美国禁售的高端CPU核心也被打落凡尘。然而在必要的时候，美国可能会解禁部分高端的IP核授权，虽然有些“迫不得已”，但此举既能干扰我国自主CPU开拓市场，又能继续拿捏购买授权的CPU产品，总好过对自主CPU的飞速进步袖手旁观。
工艺限制削弱了自主CPU的竞争力
由于美国对芯片生产设备和生产渠道的封锁，国产CPU目前都无法使用最先进的工艺。国产CPU依靠更先进的工艺提高频率、堆砌核心的技术路线暂时断绝，必须把重心转移到提高CPU核心逻辑设计的能力上来。
只有龙芯和申威在数年前就对工艺限制有明确的预计，在设计CPU时就开始避免使用国内无法达到的制程。而华为、飞腾都过于乐观，产品迭代不同程度地受到了工艺限制的影响。飞腾原本计划2020年发布基于7nm工艺的桌面CPU产品，现在已经杳无音信。华为海思最新的桌面CPU使用14nm工艺，单核性能仅仅原7nm工艺KP920的一半。
表面上被工艺限制打击的只有国产ARM产品，但实际上受影响最严重的反而是完全自主的龙芯和申威。
比如龙芯3A5000使用14nm工艺，单核性能却与7nm工艺的华为KP920不相上下。龙芯3A6000继续使用14nm工艺，4核8线程的规格，主频仍然是2.5GHz，但IPC提高了60%左右。3A6000的性能超过了酷睿7代i7-7700，直追同样4核8线程的酷睿10代i3桌面标压版本。
龙芯是与核心数量相同的Intel桌面CPU进行性能对比，和国内某些厂商“以多胜少”的性能对比方式完全不同。比如国产的某x86和某ARM厂商都是用8核产品与Intel低压版6代酷睿4核产品对比，才得到了“综合性能相当”的结论。
龙芯3A6000能以2.5GHz的主频战平4GHz时的10代酷睿i3，是因为它的IPC达到了Intel和AMD最先进产品的水平。如果龙芯可以使用7nm、5nm的工艺，那么主频就绝对不止2.5GHz，哪怕只提高50%，单核性能也不至于仅仅追上10代酷睿。
由于服务器CPU的主频普遍低于桌面产品，龙芯5000/6000系列的服务器CPU性能就能与Intel/AMD的主流产品更加接近。龙芯服务器CPU已经推出了3C5000和3D5000，分别是16核和32核，主频2.2GHz，支持2～16路互联。3C5000和3D5000的性能与海光相同核心数量的CPU持平，其中3D5000的综合性能超过了飞腾的64核产品。
龙芯6000系列的服务器CPU尚未发布，但IPC相对于5000系列提高了60%就意味着相同频率下的性能提高60%。当前5000系列的龙芯服务器CPU性能就已经接近2020年之前的、相同核心数量的Intel至强Gold，那么龙芯6000系列的服务器产品就应该能与Intel当前的服务器CPU相提并论。
工艺限制使龙芯6000系列CPU高IPC的优势不能充分发挥，不但使龙芯未能与其它的国产CPU拉开更大的绝对性能差距，也削弱了龙芯面对进口CPU时的竞争力。
国产CPU没有实力追求Intel那样的极致频率
Intel可以用14nm工艺让CPU最高频率超过5GHz，国产CPU却不能仿效！
因为国产CPU企业没有Intel的财力，不能通过反复流片来寻找物理设计和生产工艺的短板。比如最近UserBenchmark数据库里出现了14代酷睿工程样品的身影，编号“U3E1”，基准频率标注为1.2GHz，而实际平均频率仅0.55GHz左右。要从0.5GHz推进到5GHz以上，不知道需要多少次流片和改进。频率越高，继续提升就越难，以国产CPU的销量不可能支撑起这种程度的资金消耗。
下图是Intel自2004至2020年每年的研发费用，单位是“十亿美元”。从2012年开始，Intel每年支出的研发费用就不低于100亿美元。
龙芯6000系列CPU的IPC达到了Intel和AMD最先进产品的水平，而这还不是龙芯的上限。有了高IPC的基础，只要国内的芯片生产工艺有了重大突破，龙芯CPU的性能就能一飞冲天。除了龙芯CPU，申威的设计能力也在稳步提升，国产的SSD也越来越高端，其它更多类型的芯片也越来越有竞争力……
因此笔者认为对于已经上了美国黑名单的企业，美国对芯片生产工艺、生产渠道、生产设备的封锁就不会放松，因为先进工艺可以大幅度提升包括CPU在内的各种芯片的性能。虽然大部分芯片产品不需要最新的工艺，但是改换工艺比设计高性能CPU简单太多，一旦开了口子，自主CPU的性能就会突飞猛进。
美国也很难进一步加强对芯片生产的封锁和制裁，因为我国对芯片生产行业的投入远超俄罗斯，产业链基本上能保证自给自足。虽然部分工艺和耗材还存在短板，但技术难点也正在被逐步攻克。何况对于龙芯和申威这种自主设计实力强大的CPU企业来说，用最新的核心搭配28nm的陈旧制程也不是不可以。下面以龙芯为例，说明可以使用陈旧制程的理由：
龙芯3A4000是使用的28nm制程，且有境内流片的版本。
龙芯3A5000的核心只是微调后升级为14nm工艺，IPC提高10%。
龙芯3A6000是重新设计的核心，不但IPC提高了60%左右，功耗没有增加，面积还减小了10%。
因此龙芯3A6000就算使用28nm制程，芯片面积也会比3A4000更小，功耗与3A4000持平，IPC相对3A4000提高70%以上。主频达到2.0GHz左右，性能仍然能在国产同类型CPU中保持第一，相当于相同核心数量的10代酷睿低频低压版本。
受客观条件限制，龙芯和申威都以增强自身的设计能力为主，才能做到不强求先进工艺，不苛求极致频率。无论欧美的封锁将来更严厉还是更宽松，只要自己的设计能力足够强大，就能够从容应对工艺的变化。
综上所述
我国的自主软件生态比俄罗斯完善，除了基本满足行业应用，也已经达到了普通用户基本可用的级别。
我国的自主CPU性能比俄罗斯强大，可以满足绝大多数应用场景的需求。
我国的芯片制造产业链比俄罗斯成熟，技术水平更高、待攻克的短板更少，能基本满足国内应用的需要。
欧美不敢对我国实施与俄罗斯同等级的封锁和制裁，因为美国不敢。一旦国外IT企业退出中国市场，国内企业就会立即填补空缺，等于它们把中国市场交还给中国企业。
只有自己足够强大，对手才不敢轻举妄动，如果没有足够强大的自主CPU和自主软件生态，我们也一定会遭遇与俄罗斯相同的窘境。因为我国人口更多，消耗更大，缺芯之后只会比俄罗斯更加艰难。
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